国际地球参考框架ITRF2020的定义和实现

国际地球参考框架(ITRF)是目前理论背景最完善、构建方法最全面、实现精度最高的全球地心基准,也是世界各国在建立区域地心基准时的重要参考。给出了国际地球自转与参考系统服务组织(IERS)最新发布的ITRF2020的理论定义,重点讨论了各专业技术组织提供的数据资源和计算模型,以及IERS在数据整合时的处理策略,并对基于震后形变(PSD)模型的位置计算进行了讨论,给出了相对于ITRF2014的改进和转换参数。ITRF2020首次区分了地球的质量中心和形状中心,并考虑了PSD模型的季节性信号,提高了坐标框架精度,为地球科学研究和应用提供了统一基准,对精化和维持我国地心参考框架具有重要参考意义。

地球参考框架建立的进展与非线性维持的思考

为实现毫米级地球参考框架,必须逐步完善高精度非线性维持技术。本文首先详细介绍了地球参考框架的建立进展,包括国际地球参考框架和历元参考框架的建立历程;然后对非线性维持技术的研究现状进行阐述,指出对地球参考框架非线性维持的两种思路,包括基准站非线性变化建模和历元参考框架建立。最后对构建毫米级地球参考框架提出展望,建议适当增加和完善地面监测网,特别是南半球欠发达地区,利用更长、更大范围的原始数据积累,完善现有框架;增加坐标非线性运动和地心运动的数据积累,并进行深入分析,从而建立精确的改正模型;尽可能准确识别坐标时间序列中的噪声,建立格网噪声模型,从而更加精准地分离真实信号和噪声。

毫米级地球参考框架的构建

本文指出了最新的国际地球参考框架ITRF(International Terrestrial Reference Frame)2005已不能满足当今毫米级地球动态变化监测的需要.提出了利用ITRF2005、SBL/GGFC(Special Bureau for Loading/GlobalGeophysical Fluids Center)和GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)等卫星的最新成果,构建毫米级地球参考框架的方案,介绍了对其两个关键问题:地壳非线性运动特征△X_R^i(t)和地球质心运动△X_0(t)的空间技术(GPS,VLBI,SLR和GRACE)监测和地球物理因素模制的方法和一些初步结果,并对目前建立和实现毫米级地球参考框架存在的问题和所能达到的精度进行了初步评估.

国际地球参考框架(ITRF)的研究现状及展望

国际地球参考框架(ITRF)是目前理论背景最完善、构建方法最全面、实现精度最高的全球参考框架,并为其他全球和区域参考框架提供基准。笔者在介绍ITRF历史沿革的基础上,着重从ITRF的多技术组合模型、框架基准的定义与确定方法,以及空间大地测量技术站坐标时间序列的质量三个方面回顾了ITRF的研究现状和存在的问题,并对毫米级地球参考框架的建立进行了展望。

地球参考框架的实现和维持

以ITRF、WGS84等参考框架为例,介绍参考框架的实现和维持方法;在此基础上,归纳总结这些框架间的联系、区别和组合原理,以及最新版本ITRF2005的实现方法。

论地球参考框架的维持

地球参考框架的维持,是指给出随时间变化的框架点坐标。一般有两种形式,即给出速度模型或坐标时间序列。全球参考框架(主要指ITRF)的维持不断趋于完善,区域参考框架一般是指对ITRF的加密。由于区域参考框架的维持主要是通过GPS技术建立CORS网来实现的,因而对IGS实现和维持的参考框架作简要介绍。讨论区域参考框架维持的两种技术途径,并对我国地球参考框架的维持提出几点看法。

国际地球参考框架数据管理的瓶颈与研究策略

分析了ITRF数据管理的瓶颈——甚大规模对称矩阵的数据管理问题。提出将对称矩阵从半结构化形式转换成全结构化且具有固定字段数的关系型表,再用扩展关系模型原理,建立基于对称-关系模型的数据库。这种对称-关系数据模型理论既能用于管理关系型的数据表又能管理对称矩阵。若用于附甚大规模对称矩阵的ITRF成果数据集,可提高ITRF成果的数据存储、管理和网上发布的效率。

国际地球参考框架(ITRF)的原点和无整体旋转

目前国际地球参考框架(ITRF)建立和维持中,参考架原点和其定向随时间演变的约束上,并没有遵循协议地球参考系(CTRS)的定义。ITRF的定义和实现不一致的这种特征,将对毫米级地球参考框架的构建产生重要的影响。分析和讨论了最新的国际地球参考框架(ITRF2005)的原点和定向随时间演变的问题,并提出了目前可能解决的办法。

地球参考框架的网格计算

针对当前国际地球参考框架计算策略的缺陷,提出一种基于网格的分布式计算策略。初步搭建了网格计算平台、构造了网格节点元计算算法及元计算融合算法。试验表明,网格计算能显著提高地球参考框架计算速度,具备广阔的应用前景。

利用GRACE改正地球参考框架的季节性变化

利用GRACE观测值对框架站季节项进行建模,并以全球分布的139个连续观测的基准站为例,分析季节性变化在参考框架实现过程中对坐标转换参数以及测站的影响。对80%以上全球站的单日解而言,在附加季节项改正之后,其单位权中误差减小的幅度接近1 mm,其中用年周期-半年周期和非参数方法对季节性变化建模,单位权中误差最大分别减小1.4和1.6 mm。

国际地球参考框架2000(ITRF2000)的定义及其参数

对国际地球参考框架2000(ITRF2000)的定义、主要参数及其应满足的条件进行了研究,重点指出了它和历史上的各个ITRFyy的不同,并阐述了各个ITRFyy的联系和区别,给出了它们之间相互转换的参数。

区域GPS大地网在地球参考框架中表达方法研究

给出对区域GPS大地网进行解算或改造的最小约束法。几种不同约束解集的比对结果表明:最小约束法是一种区域GPS大地网在地球参考框架中表达的最优方法。

利用VLBI、SLR技术建立我国地球参考框架

本文首先概述了VLBI、SLR数据的特点,给出了建立地球参考框架的模型;通过对模型中参数的协方差分析,得出了利用10～15个良好分布且具有高精度站坐标的VLBI站就可建立和维持精度为苦干厘米的我国最佳地球参考框架的结论;最后,提出了利用VLBI站和国内现有SLR固定站的并置观测建立我国VLBI/SLR地球参考框架的这一途径,并对此框架的作用进行了探讨。

国际地球参考框架(ITRF)的新进展

本文综合叙述了ＩＴＲＦ的原点、尺度、定向以及关于垂直基准方向的问题，可供了解、使用ＩＴＲＦ和参与ＩＴＲＦ有关工作以及从事空间大地测量观测与数据处理者参考。

地球参考框架的发展现状和未来展望

地球参考框架是国家重要的空间基础设施,是地球上人类所有活动的空间参考基准。本文首先阐述了国际地球参考框架(International Terrestrial Reference Frame,ITRF)的发展现状,重点评述了ITRF的建立与维持,针对ITRF的发展现状提出了存在的问题;其次,以ITRF与2000国家大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000)的关系及现状为切入点,探讨了我国建立北斗坐标系的必要性,介绍了建立北斗坐标系的基本思路以及初始实现;最后,对地球参考框架的未来发展进行了展望。

地球参考框架建立的基准约束及其影响分析

地球参考框架是一切测绘活动、地球科学研究的基础。建立地球参考框架的观测是距离观测,距离测量通常是相对测量,为了解决观测方程的秩亏问题,获得点位坐标唯一解,需要附加一定的基准约束。本文针对观测方程的秩亏性,讨论比较了基准定义中参数的随机约束、相似变换约束、坐标转换参数内约束等,分析了这几种约束条件对基准点误差的敏感性、使用范围以及对观测网形的“扭曲性”等,依据随机模型讨论了基准的强弱性。

地球参考框架ITRF2014结果分析

ITRF2014是地球参考系的最新实现。该框架利用正弦函数估计负荷对台站位置的季节性效应,与ITRF2008相比,可以得到更稳定、精确的速度场;另外,ITRF2014引入了震后形变模型,可以更好地分析测站的非线性运动。本文通过分析发现:ITRF2014其原点相较于ITRF2008,其符合精度为3.5 mm;两种技术(VLBI和SLR)在2010.0历元确定的尺度因子不符值为1.18 ppb;同时,局部测量解与空间大地测量解解算的本地连接向量仍存在较大不符。

国际地球参考框架(ITRF)

本文较详细介绍了国际地球参考框架(ITRF)建立的背景、定义和实现等方面的诸问题,特别是说明了有关应用以及与WGS84的关系,可供从事GPS测量和使用其成果时参考。

国际地球参考框架的原点

随着近年来空间大地测量学的不断发展,地球的质量中心(CM)与几何中心(CF)再也不是不可辨别的了。现在,国际地球参考框架(ITRF)原点被确定为CM,显示出相对真实的CM有从几毫米到1cm范围内的季节性变化。由于科学家们研究地球的季节性及短时间尺度的动态形变,并开始把观测的地心运动与地球物理学模型的预测结果进行比较,参考框架显现出了因未考虑地心运动带来的明显误差。本文讨论了ITRF原点的性质,探讨了GPS测量对于地心运动的敏感性。我们发现地心运动的非线性值并没有包含在ITRF中,当前国际地球参考框架原点的特性在长趋势上反映地球的质量中心,但在季节性上反映几何中心。ITRF原点的本质取决于所采纳的运动学模型和无模型的网络运动。现有ITRF的原点应该定义新的术语来精确地反映CM的本质。这样,原点将保持其现有的长期稳定性,从而把季节性时间尺度的原点精度提高到亚毫米级水平。通过1度形变方法,GPS在测定季节和更短时间尺度的地心变化方面具有提供有价值信息的潜能。

地球参考框架的建立和维持

详细总结了ITRF等参考框架的原理,分析了其优缺点和特性并分析了不同地球参考框架的区别。本文在协议研究的基础上,结合我国实际,提出了建立我国新一代地球参考系统的若干建议。